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  [图文]BASIC语言在PLC控制系统中的应用           ★★★ 【字体:
BASIC语言在PLC控制系统中的应用
作者:61IC    文章来源:61IC    点击数:    更新时间:2015-5-15    

1 引言
  BASIC语言是微机系统中广泛应用的一种高级编程语言,它的指令接近思维逻辑的表达,与自然语言有相通之处,易学易懂,同时它包涵丰富的算法函数,能十分方便地进行各种数据处理,因而深受广大编程爱好者喜爱。PLC是计算机科学在工业控制领域内的一个重要分支,它一般采用梯形图、语句表作为其编程语言,由于梯形图形似电气原理图,直观易懂,易为电气工程师所接受,为PLC的推广应用起到了极大的推动作用。PLC从诞生至今,几十年来,应用领域不断扩大,现在,通讯问题已成为PLC应用中的一个重要课题之一。
  本文以ge fanucPLC系列pcm智能通讯模块在某泵站控制系统中的应用为例进行探讨,介绍了BASIC语言在解决PLC与现场仪表或其它外部智能设备之间数据通讯问题时能起到的作用,为广大同行提供又一种串行通讯解决方案。
2 系统简述
  本系统采用ge fanuc 90-30系列PLC model351,一块智能通讯模块cmm311,一块可编程智能通讯模块pcm311,及开关量输入、输出模块,模拟量输入模块若干。
  通讯模块cmm311有两个通讯口,分别负责与上位机组态软件及现场digital触摸屏进行通讯。
  可编程通讯模块pcm311为通讯协处理机,内有固化的megaBASIC语言解释程序,能执行通过外部编程终端存储进来的basic程序。该模块有两个通讯端口,一个端口为编程口,ge公司logicmaster编程软件包中有专用于pcm模块编程的软件,用它可通过该编程口登录pcm模块,将计算机中文本形式的basic代码文件存入模块的存储器中;另一个端口为专用外部通讯口,在basic程序中可打开此端口与外部智能设备进行通讯。在特殊时候,编程口也可被basic程序打开,作与外部设备通讯用,但这样使用在调试时稍有不便。
  系统布置要求叙述如下:
  PLC cpu负责开关量、模拟量的采集、运算,实施直接的控制功能;通讯模块cmm311通过两个通讯口分别连接上位机及触摸屏,实现人机界面与PLC的数据通讯;pcm模块的com2与westinghouse(西屋仪表)mint ii网络转换器相连,负责通过mint ii网络转换器与现场三个种类的12台westinghouse仪表通讯,采集电流、电压、功率等各种物理量的实时数据,同时,com1在调试完毕后用来与现场一台三菱fx2n PLC通讯,实现从ge PLC系统到fx2n系统的数据通路,方案图如图1所示。
  2.1 minit ii转换器通讯协议简介

 

  在这个方案中,minit ii与下位设备的硬件连接为双绞线,minit ii及下位各设备都并入双绞线组成的westinghouse incom网络,在该网络中各通讯主体使用二进制通讯方式,数据帧均由33位二进制数构成,minit ii充当主站(master)角色,对下位各设备发起通讯,进行轮询。
  pcm311模块与minit ii转换器进行的是ascii码通讯方式,而minit ii转换器与下位dt3000、mp3000、iq200各系列设备的通讯方式为二进制码通讯,实际上minit ii所起到的作用是将pcm模块发出的ascii码指令帧转译为二进制码指令帧,当然,在通讯过程中,我们只需关心ascii码通讯帧的格式,minit ii会自动将其转为二进制格式后发到incom网络中去。

  minit ii模块的25针rs232串行口接收的ascii码帧由10个ascii码字符组成,分为控制指令帧、数据指令帧两类,大致形式如下:
  控制指令:
  (stx)(c/d)(inst)(comm)(scomm)(address)(sumcheck)
  数据指令:
  (stx)(c/d)(data)(sumcheck)
  stx:第2号ascii码,占一位
  c/d:控制指令时为1,数据指令时为0,占一位
  inst、comm、scomm:由这三个数字指定需要返回的参数,各占一位
  address:指定指令的发送对象,是一个三位数的十六制数,占三位
  sumcheck:和校验码,占二位
  data:返回的数据信息,占六位
  minit ii串行通讯参数在其面板上通过开关来选定。
  2.2 fx2n PLC通讯协议简介
  fx2n是三菱品牌PLC在小系统控制应用中使用较多的一种经济型PLC,外部设备通过232bd、485bd等插件或485adp等模块可与其建立ascii码串行通讯,读取PLC内部寄存器的值。其协议格式如下:
  (1) 读寄存器
  *外设:(enq)(站号)(pc号)(命令字符)(等待时间)(头元件)(元件数)(和校验)
  *PLC:(stx)(站号)(pc号)(返回数据)(etx)(和校验)
  *外设:(ack)(站号)(pc号)
  (2) 写寄存器
  *外设:(enq)(站号)(pc号)(命令字符)(等待时间)(头元件)(元件数)(写出数据)(和校验)
  *PLC:(stx)(站号)(pc号)
  *enq、stx、ack、etx:为相应的ascii码
  *站号:PLC的站地址,为两位十六进制数(00-0fh),由PLC的d8121寄存器指定
  *pc号:用于a系列melsecnet网络中的PLC,对fx2n均为ffh
  *命令字符:分为位读(br)、位写(bw)、字读(wr)、字写(ww)
  *等待时间:以10ms为单位,以十六进制数表示,占一个字符(0-f)
  *头元件:为要读、写的开始元件号,如m0001、d0000等。
  *元件数:为要读、写的元件个数。
  *返回数据、写出数据:为从PLC返回的寄存器值或要写到PLC的数据值
  由于fx2n与中央控制柜距离较远,故本系统中采用fx2n与485bd插件,pcm311模块经232/485转换器与485bd相连,转换器与485bd之间采用两对双绞线相连,全双工方式通讯,PLC串行通讯参数在d8120中设定。
  2.3 megabasic的语法简介
  (1) 串口操作:pcm模块共有二个串口,它们均可在megabasic程序中被打开,与外部进行通讯,以下为常用的串口操作函数。
  *串口的打开:open ,
  如open #8,“com1”
  *串口的关闭:close
  如close #8
  *串口通讯参数的设定:ioctl ,
  (2) ioctl_string格式为:
  baud(波特率),parity(校验),databits(数据位),stopbits(停止位),flowctl(流控制方式),physical(物理协议如232/485/422),duplexmode(通讯模式,半双工/全双工)如ioctl #8,“19200,n,8,1,n,232”
  (3) 从串口读取数据:inchr$(,,,,)
  如restr=inchr$(ch%,10,“”,0,timeout%)
  (4) 向串口发送数据:print,
  如print #8,“hello world”
  (5) megabasic程序对PLC寄存器的访问:
  对于pcm模块所在的PLC系统中的寄存器如%i,%q,%r,%m等,basic程序中并不可直接引用,而需通过使用特定的功能指令来访问它们。
  a)访问PLC寄存器之前,先要使用syslink指令。
  syslink,,[type]
  local_name:basic程序内部定义的变量
  cpu_symbol:PLC的寄存器名,外加双引号(如“%r500”)
  type:关联数据的类型,如bool,byte,int16,uint,dint等
  b) 读、写PLC寄存器
  sysread
  syswrite
  在syslink指令执行后,即可使用上面两个指令分别读、写basic变量所关联的PLC寄存器。
  2.4 系统编程过程简介
  根据minit ii通讯协议及megaBASIC语言的基本语法,在文本编辑器(如记事本)中写好大致的程序,特别是对返回数据的解析编写专门的函数来进行处理,以得到浮点数形式的电压、电流、功率等数据,其中重点要注意好对返回错误帧时的处理,还有采集不同数据时的协议上的差别,这一部分程序写好后,利用pcm模块的com1通过logicmaster软件导入pcm模块,用com1监视运行,用com2通讯,进行联机调试,根据调试情况加以修正完善,得到最终版本。
  类似上述步骤,根据fx2n的通讯协议,写好与fx2n通讯的程序,用com1监视运行,用com2通讯,经调试修正,得到最终版本。
  将两个版本的程序合并,并将与fx2n通讯的端口改为com1,去掉程序中用于监视运行的输出语句(print),再重新导入pcm模块中,一个满足系统要求的完整的通讯程序就这样就写成了。
3 结束语
  用类似本系统中的pcm模块完成通讯任务,笔者认为其相对利用PLC梯形图程序进行通讯优点很明显。首先由于其使用的是与微机系统中的BASIC语言语法相同的高级语言,易学易懂,处理复杂的数据运算时得心应手,在复杂的有大量通讯任务的系统中有很重大的推广价值;再者在系统调试时也有明显优势,一个端口正在通讯时,一个端口实时监视程序的运行情况,并可以自然语言的形式输出实时的调试信息,PLC程序就不会有这么好的效果,那么结果是这种系统的开发周期必然大为缩短。
  PLC系统中采用BASIC语言的协处理器,笔者认为这是PLC应用中一个新的发展,对简化编程,减轻工控系统开发者的开发压力可起到较大的作用,据了解,很多PLC厂商都有类似功能的模块生产,如三菱公司就推出了ad51h高速智能通信组件,使用ad51h BASIC语言,支持四个通信口,具备384k内存,大大提高了PLC系统数据通信与收集方面的灵活性。

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